CN104105153B - 一种终端状态迁移方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了终端状态迁移方法和装置，针对任一终端，每经过一个时间周期T，RNC则进行以下处理：分别根据终端在最近N个时间周期T内的上行流量和下行流量确定出终端的上行数据包到达率λ1和下行数据包到达率λ2；分别获取终端的上行缓存业务量Q1以及下行缓存业务量Q2；确定根据λ1和Q1，以及λ2和Q2是否分别能够确定出终端在下一时间周期T内的平均速率R为0，如果是，则将终端从CELL_DCH状态迁移到CELL_PCH状态；否则，确定根据λ1和Q1，以及λ2和Q2是否分别能够确定出终端在下一时间周期T内的平均速率R满足R∈(0,ThresholdFACH]，如果是，则将终端从CELL_DCH状态迁移到CELL_FACH状态。应用本发明所述方案，能够使信道资源被合理利用。
Description
技术领域
本发明涉及无线领域，特别涉及一种终端状态迁移方法和装置。
背景技术
在第三代合作伙伴计划（3GPP，3rd Generation Partnership Project）UMTS陆地无线接入网（UTRAN，UMTS Terrestrial Radio Access Network）***中，终端（UE，UserEquipment）的两个基本操作模式是空闲模式和连接模式，其中，UMTS为Universal MobileTelecommunications System的缩写，意为通用移动通信***。
终端的连接模式可进一步分为4种不同的业务状态，即：CELL_DCH状态、CELL_FACH状态、CELL_PCH状态和URA_PCH状态。图1为现有终端对应的各操作模式和各业务状态的示意图。对应于不同的业务状态，终端将使用不同种类的物理信道。
其中，在CELL_DCH状态下，终端将通过专用信道（DCH，Dedicated Channel）进行通信；在CELL_FACH状态下，终端不占用专用信道，而是使用随机接入信道（RACH，RandomAccess Channel）和前向接入信道（FACH，Forward Access Channel）来传输信令消息和少量的用户面数据；在CELL_PCH状态和URA_PCH状态下，无线接入网通过寻呼信道（PCH，Paging Channel）与终端进行联系。
对于分组域非实时类业务，由于业务量的变化和小区过载等原因，都会需要终端从CELL_DCH状态迁移到CELL_FACH状态或CELL_PCH状态，从而可有效地节省DCH资源，进而使得不同的信道资源能够被合理利用。
但是，现有技术中还没有一种效果较好的状态迁移方式，从而导致信道资源不能被合理利用。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种终端状态迁移方法和装置，能够使信道资源被合理利用。
为了达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种终端状态迁移方法，
针对任一终端，每经过一个时间周期T，无线网络控制器RNC则进行以下处理：
根据所述终端在最近N个时间周期T内的上行流量确定出所述终端的上行数据包到达率λ1，根据所述终端在最近N个时间周期T内的下行流量确定出所述终端的下行数据包到达率λ2；
分别获取所述终端的上行缓存业务量Q1以及下行缓存业务量Q2；
确定根据所述λ1和所述Q1，以及所述λ2和所述Q2是否分别能够确定出所述终端在下一时间周期T内的平均速率R为0，如果是，则将所述终端从CELL_DCH状态迁移到CELL_PCH状态；
否则，确定根据所述λ1和所述Q1，以及所述λ2和所述Q2是否分别能够确定出所述终端在下一时间周期T内的平均速率R满足R∈(0,ThresholdFACH]，其中，ThresholdFACH为CELL_FACH状态的准入速率门限，如果是，则将所述终端从CELL_DCH状态迁移到CELL_FACH状态。
一种RNC，包括：
第一处理模块，用于针对任一终端，每经过一个时间周期T，则通知第二处理模块执行自身功能；
所述第二处理模块，用于根据所述终端在最近N个时间周期T内的上行流量确定出所述终端的上行数据包到达率λ1，根据所述终端在最近N个时间周期T内的下行流量确定出所述终端的下行数据包到达率λ2；
分别获取所述终端的上行缓存业务量Q1以及下行缓存业务量Q2；
确定根据所述λ1和所述Q1，以及所述λ2和所述Q2是否分别能够确定出所述终端在下一时间周期T内的平均速率R为0，如果是，则将所述终端从CELL_DCH状态迁移到CELL_PCH状态；
否则，确定根据所述λ1和所述Q1，以及所述λ2和所述Q2是否分别能够确定出所述终端在下一时间周期T内的平均速率R满足R∈(0,ThresholdFACH]，其中，ThresholdFACH为CELL_FACH状态的准入速率门限，如果是，则将所述终端从CELL_DCH状态迁移到CELL_FACH状态。
可见，采用本发明所述方案，综合考虑缓存的业务量以及真实发生的流量，从而确定出终端在下一时间周期内的平均速率，并根据该平均速率确定出终端是否需要进行状态迁移，从而可使得信道资源能够被更为合理地利用等。
附图说明
图1为现有终端对应的各操作模式和各业务状态的示意图。
图2为本发明终端状态迁移方法实施例的流程图。
图3为本发明RNC实施例的组成结构示意图。
具体实施方式
针对现有技术中存在的问题，本发明中提出一种终端状态迁移方案。
为了使本发明的技术方案更加清楚、明白，以下参照附图并举实施例，对本发明所述方案作进一步的详细说明。
图2为本发明终端状态迁移方法实施例的流程图。针对任一终端，每经过一个时间周期T，RNC即可按照图2所示方式进行一次处理，如图2所示，包括步骤21～步骤24。
步骤21：根据终端在最近N个时间周期T内的上行流量确定出终端的上行数据包到达率λ1，根据终端在最近N个时间周期T内的下行流量确定出终端的下行数据包到达率λ2。
在实际应用中，RNC可分别统计终端在最近N个时间周期T内的上行流量，并计算N个统计结果的均值，将计算出的均值作为λ1；另外，RNC可分别统计终端在最近N个时间周期T内的下行流量，并计算N个统计结果的均值，将计算出的均值作为λ2。
所述时间周期T的具体取值可根据实际需要而定。
其中，i表示最近一个时间周期T，P1j表示第i个时间周期T内的上行流量，P2j表示第i个时间周期T内的下行流量，表示上行流量均值，表示下行流量均值，由于数据包的到达率近似服从泊松分布，所以有
需要说明的是，上述确定λ1和λ2的方式仅为举例说明，并不用于限制本发明的技术方案，如果采用其它方式，只要能够达到同样的目的，也是可以的。
步骤22：分别获取终端的上行缓存业务量Q1以及下行缓存业务量Q2。
其中，上行方向，RNC可向终端下发测量控制指示，指示终端进行业务量测量，并接收终端上报的测量报告，其中携带有终端的上行缓存业务量Q1。由于终端的缓存是有限的，因此需要保证在每个时间周期T后缓存的业务量以一定概率p1不超过L1，其中，L1表示终端的上行缓存业务量上限。
下行方向，RNC可统计自身针对该终端的下行缓存业务量Q2，同样，由于RNC的缓存是有限的，因此需要保证在每个时间周期T后缓存的业务量以一定概率p2不超过L2，其中，L2表示RNC针对该终端的下行缓存业务量上限。
步骤23：确定根据λ1和Q1，以及λ2和Q2是否分别能够确定出终端在下一时间周期T内的平均速率R为0，如果是，则将终端从CELL_DCH状态迁移到CELL_PCH状态，否则，执行步骤24。
平均速率即指终端发送数据包的平均速率。
其中，若RNC根据λ1和Q1确定出下一时间周期T内从终端到达自身的数据包累积不会超过L1-Q1，则可确定终端在下一时间周期T内的平均速率R为0。
具体地，若下式成立：
其中，p1为预定概率值，Γ(·，·)为不完全Gamma函数，则可确定终端在下一时间周期T内的平均速率R为0。
类似地，若RNC根据λ2和Q2确定出下一时间周期T内到达终端的数据包累积不会超过L2-Q2，则可确定终端在下一时间周期T内的平均速率R为0。
具体地，若下式成立：
其中，p2为预定概率值，Γ(·，·)为不完全Gamma函数，则可确定终端在下一时间周期T内的平均速率R为0。
以式（3）为例，其物理含义如下：
若终端在下一时间周期T内的平均速率为0，那么，终端缓存中将只有到达的数据包加进来，而下一时间周期T的缓存业务量上限为L1，目前缓存业务量为Q1，因此，需要保证下一时间周期T内到达的数据包累积不超过L1-Q1，该事件发生的概率为要求这个概率小于p1，于是有令该式等号成立求解边界条件，由于泊松分布的累积分布函数为进行适当等式处理后即可得到式（3）。
步骤24：确定根据λ1和Q1，以及λ2和Q2是否分别能够确定出终端在下一时间周期T内的平均速率R满足R∈(0,ThresholdFACH]，其中，ThresholdFACH为CELL_FACH状态的准入速率门限，如果是，则将终端从CELL_DCH状态迁移到CELL_FACH状态。
其中，若RNC根据λ1和Q1确定出自身在下一时间周期T内至少能够处理Q1+n1-L1个数据包，且处理每一个数据包的时间分布服从参数为的指数分布，则可确定终端在下一时间周期T内的平均速率R满足R∈(0,ThresholdFACH]；其中，n1为泊松分布的随机数。
具体地，若下式成立：
则可确定终端在下一时间周期T内的平均速率R满足R∈(0,ThresholdFACH]。
若RNC根据λ2和Q2确定出终端在下一时间周期T内至少能够处理Q2+n2-L2个数据包，且处理每一个数据包的时间分布服从参数为的指数分布，则可确定终端在下一时间周期T内的平均速率R满足R∈(0,ThresholdFACH]。
具体地，若下式成立：
则可确定终端在下一时间周期T内的平均速率R满足R∈(0,ThresholdFACH]。
以式（5）为例，其物理含义如下：
在平均速率为ThresholdFACH的临界条件下计算边界，若下一时间周期T的平均速率为ThresholdFACH，处理每一个数据包的时间分布服从参数为的指数分布；假设在下一时间周期T内，终端发送了n1个数据包，而RNC中针对该终端目前已缓存有Q1个数据包，所以问题就转化为：计算服务所有Q1+n1-L1个数据包的时间小于T的概率，依据概率理论计算即可得到式（5）的形式。
综上，采用本发明所述方案，可预先设置一个CELL_PCH状态的准入速率门限0和一个CELL_FACH状态的准入速率门限ThresholdFACH；若确定出终端在下一时间周期T内的平均速率R为0，则RNC可触发RRC重配置过程，将终端从CELL_DCH状态迁移到CELL_PCH状态；若确定出终端在下一时间周期T内的平均速率R满足R∈(0,ThresholdFACH]，则RNC可触发RRC重配置过程，将终端从CELL_DCH状态迁移到CELL_FACH状态；若确定出终端在下一时间周期T内的平均速率R既不为0，也不满足R∈(0,ThresholdFACH]，则可维持终端的CELL_DCH状态不变。
基于上述介绍，图3为本发明RNC实施例的组成结构示意图。如图3所示，包括：
第一处理模块，用于针对任一终端，每经过一个时间周期T，则通知第二处理模块执行自身功能；
第二处理模块，用于根据终端在最近N个时间周期T内的上行流量确定出终端的上行数据包到达率λ1，根据终端在最近N个时间周期T内的下行流量确定出终端的下行数据包到达率λ2；
分别获取终端的上行缓存业务量Q1以及下行缓存业务量Q2；
确定根据λ1和Q1，以及λ2和Q2是否分别能够确定出终端在下一时间周期T内的平均速率R为0，如果是，则将终端从CELL_DCH状态迁移到CELL_PCH状态；
否则，确定根据λ1和Q1，以及λ2和Q2是否分别能够确定出终端在下一时间周期T内的平均速率R满足R∈(0,ThresholdFACH]，其中，ThresholdFACH为CELL_FACH状态的准入速率门限，如果是，则将终端从CELL_DCH状态迁移到CELL_FACH状态。
其中，第二处理模块中可具体包括：
第一处理单元，用于根据终端在最近N个时间周期T内的上行流量确定出终端的上行数据包到达率λ1，根据终端在最近N个时间周期T内的下行流量确定出终端的下行数据包到达率λ2，并将λ1和λ2发送给第二处理单元；分别获取终端的上行缓存业务量Q1以及下行缓存业务量Q2，并将Q1和Q2发送给第二处理单元；
第二处理单元，用于确定根据λ1和Q1，以及λ2和Q2是否分别能够确定出终端在下一时间周期T内的平均速率R为0，如果是，则将终端从CELL_DCH状态迁移到CELL_PCH状态；
否则，确定根据λ1和Q1，以及λ2和Q2是否分别能够确定出终端在下一时间周期T内的平均速率R满足R∈(0,ThresholdFACH]，其中，ThresholdFACH为CELL_FACH状态的准入速率门限，如果是，则将终端从CELL_DCH状态迁移到CELL_FACH状态。
第一处理单元中又可进一步包括（为简化附图，未图示）：
第一处理子单元，用于分别统计终端在最近N个时间周期T内的上行流量，并计算N个统计结果的均值，将计算出的均值作为λ1；分别统计终端在最近N个时间周期T内的下行流量，并计算N个统计结果的均值，将计算出的均值作为λ2；并将λ1和λ2发送给第二处理单元；
第二处理子单元，用于向终端下发测量控制指示，接收终端上报的上行缓存业务量Q1，并统计自身针对终端的下行缓存业务量Q2；将Q1和Q2发送给第二处理单元。
第二处理单元中又可进一步包括（为简化附图，未图示）：
第三处理子单元，用于当根据λ1和Q1确定出下一时间周期T内从终端到达自身的数据包累积不会超过L1-Q1，且根据λ2和Q2确定出下一时间周期T内到达终端的数据包累积不会超过L2-Q2时，确定终端在下一时间周期T内的平均速率R为0，并将终端从CELL_DCH状态迁移到CELL_PCH状态；其中，L1表示终端的上行缓存业务量上限，L2表示RNC针对该终端的下行缓存业务量上限；
第四处理子单元，用于当根据λ1和Q1确定出自身在下一时间周期T内至少能够处理Q1+n1-L1个数据包，且处理每一个数据包的时间分布服从参数为的指数分布，且根据λ2和Q2确定出终端在下一时间周期T内至少能够处理Q2+n2-L2个数据包，且处理每一个数据包的时间分布服从参数为的指数分布时，确定终端在下一时间周期T内的平均速率R满足R∈(0,ThresholdFACH]，并将终端从CELL_DCH状态迁移到CELL_FACH状态；其中，n1和n2均为泊松分布的随机数。
图3所示装置实施例的具体工作流程请参照前述方法实施例中的相应说明，此处不再赘述。
综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (11)
1.一种终端状态迁移方法，其特征在于，
针对任一终端，每经过一个时间周期T，无线网络控制器RNC则进行以下处理：
根据所述终端在最近N个时间周期T内的上行流量确定出所述终端的上行数据包到达率λ1，根据所述终端在最近N个时间周期T内的下行流量确定出所述终端的下行数据包到达率λ2；
分别获取所述终端的上行缓存业务量Q1以及下行缓存业务量Q2；
确定根据所述λ1和所述Q1，以及所述λ2和所述Q2是否分别能够确定出所述终端在下一时间周期T内的平均速率R为0，如果是，则将所述终端从CELL_DCH状态迁移到CELL_PCH状态；
否则，确定根据所述λ1和所述Q1，以及所述λ2和所述Q2是否分别能够确定出所述终端在下一时间周期T内的平均速率R满足R∈(0,ThresholdFACH]，其中，ThresholdFACH为CELL_FACH状态的准入速率门限，如果是，则将所述终端从CELL_DCH状态迁移到CELL_FACH状态。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述根据所述终端在最近N个时间周期T内的上行流量确定出所述终端的上行数据包到达率λ1包括：
所述RNC分别统计所述终端在最近N个时间周期T内的上行流量，并计算N个统计结果的均值，将计算出的均值作为所述λ1；
所述根据所述终端在最近N个时间周期T内的下行流量确定出所述终端的下行数据包到达率λ2包括：
所述RNC分别统计所述终端在最近N个时间周期T内的下行流量，并计算N个统计结果的均值，将计算出的均值作为所述λ2。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述获取所述终端的上行缓存业务量Q1包括：
所述RNC向所述终端下发测量控制指示，并接收所述终端上报的上行缓存业务量Q1；
所述获取所述终端的下行缓存业务量Q2包括：
所述RNC统计自身针对所述终端的下行缓存业务量Q2。
4.根据权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，
所述根据所述λ1和所述Q1确定出所述终端在下一时间周期T内的平均速率R为0包括：
若所述RNC根据所述λ1和所述Q1确定出下一时间周期T内从所述终端到达自身的数据包累积不会超过L1-Q1，则确定所述终端在下一时间周期T内的平均速率R为0；其中，所述L1表示所述终端的上行缓存业务量上限；
所述根据所述λ2和所述Q2确定出所述终端在下一时间周期T内的平均速率R为0包括：
若所述RNC根据所述λ2和所述Q2确定出下一时间周期T内到达所述终端的数据包累积不会超过L2-Q2，则确定所述终端在下一时间周期T内的平均速率R为0；其中，所述L2表示所述RNC针对所述终端的下行缓存业务量上限。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，
所述根据所述λ1和所述Q1确定出下一时间周期T内从所述终端到达自身的数据包累积不会超过L1-Q1包括：
所述λ1和所述Q1满足：其中，所述p1为预定概率值，所述Γ(·，·)为不完全Gamma函数；
所述根据所述λ2和所述Q2确定出下一时间周期T内到达所述终端的数据包累积不会超过L2-Q2包括：
所述λ2和所述Q2满足：其中，所述p2为预定概率值。
6.根据权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，
所述根据所述λ1和所述Q1确定出所述终端在下一时间周期T内的平均速率R满足R∈(0,ThresholdFACH]包括：
若所述RNC根据所述λ1和所述Q1确定出自身在下一时间周期T内至少能够处理Q1+n1-L1个数据包，且处理每一个数据包的时间分布服从参数为的指数分布，则确定所述终端在下一时间周期T内的平均速率R满足R∈(0,ThresholdFACH]；
其中，所述L1表示所述终端的上行缓存业务量上限，所述n1为泊松分布的随机数；
所述根据所述λ2和所述Q2确定出所述终端在下一时间周期T内的平均速率R满足R∈(0,ThresholdFACH]包括：
若所述RNC根据所述λ2和所述Q2确定出所述终端在下一时间周期T内至少能够处理Q2+n2-L2个数据包，且处理每一个数据包的时间分布服从参数为的指数分布，则确定所述终端在下一时间周期T内的平均速率R满足R∈(0,ThresholdFACH]；
其中，所述L2表示所述RNC针对所述终端的下行缓存业务量上限，所述n2为泊松分布的随机数。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，
所述根据所述λ1和所述Q1确定出自身在下一时间周期T内至少能够处理Q1+n1-L1个数据包，且处理每一个数据包的时间分布服从参数为的指数分布包括：
所述λ1和所述Q1满足：
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其中，所述p1为预定概率值，所述Γ(·，·)为不完全Gamma函数；
所述根据所述λ2和所述Q2确定出所述终端在下一时间周期T内至少能够处理Q2+n2-L2个数据包，且处理每一个数据包的时间分布服从参数为的指数分布包括：
所述λ2和所述Q2满足：
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其中，所述p2为预定
概率值。
8.一种无线网络控制器RNC，其特征在于，包括：
第一处理模块，用于针对任一终端，每经过一个时间周期T，则通知第二处理模块执行自身功能；
所述第二处理模块，用于根据所述终端在最近N个时间周期T内的上行流量确定出所述终端的上行数据包到达率λ1，根据所述终端在最近N个时间周期T内的下行流量确定出所述终端的下行数据包到达率λ2；
分别获取所述终端的上行缓存业务量Q1以及下行缓存业务量Q2；
确定根据所述λ1和所述Q1，以及所述λ2和所述Q2是否分别能够确定出所述终端在下一时间周期T内的平均速率R为0，如果是，则将所述终端从CELL_DCH状态迁移到CELL_PCH状态；
否则，确定根据所述λ1和所述Q1，以及所述λ2和所述Q2是否分别能够确定出所述终端在下一时间周期T内的平均速率R满足R∈(0,ThresholdFACH]，其中，ThresholdFACH为CELL_FACH状态的准入速率门限，如果是，则将所述终端从CELL_DCH状态迁移到CELL_FACH状态。
9.根据权利要求8所述的RNC，其特征在于，所述第二处理模块中包括：
第一处理单元，用于根据所述终端在最近N个时间周期T内的上行流量确定出所述终端的上行数据包到达率λ1，根据所述终端在最近N个时间周期T内的下行流量确定出所述终端的下行数据包到达率λ2，并将所述λ1和所述λ2发送给第二处理单元；分别获取所述终端的上行缓存业务量Q1以及下行缓存业务量Q2，并将所述Q1和所述Q2发送给所述第二处理单元；
所述第二处理单元，用于确定根据所述λ1和所述Q1，以及所述λ2和所述Q2是否分别能够确定出所述终端在下一时间周期T内的平均速率R为0，如果是，则将所述终端从CELL_DCH状态迁移到CELL_PCH状态；
否则，确定根据所述λ1和所述Q1，以及所述λ2和所述Q2是否分别能够确定出所述终端在下一时间周期T内的平均速率R满足R∈(0,ThresholdFACH]，其中，ThresholdFACH为CELL_FACH状态的准入速率门限，如果是，则将所述终端从CELL_DCH状态迁移到CELL_FACH状态。
10.根据权利要求9所述的RNC，其特征在于，所述第一处理单元中包括：
第一处理子单元，用于分别统计所述终端在最近N个时间周期T内的上行流量，并计算N个统计结果的均值，将计算出的均值作为所述λ1；分别统计所述终端在最近N个时间周期T内的下行流量，并计算N个统计结果的均值，将计算出的均值作为所述λ2；并将所述λ1和所述λ2发送给所述第二处理单元；
第二处理子单元，用于向所述终端下发测量控制指示，接收所述终端上报的上行缓存业务量Q1，并统计自身针对所述终端的下行缓存业务量Q2；将所述Q1和所述Q2发送给所述第二处理单元。
11.根据权利要求9或10所述的RNC，其特征在于，所述第二处理单元中包括：
第三处理子单元，用于当根据所述λ1和所述Q1确定出下一时间周期T内从所述终端到达自身的数据包累积不会超过L1-Q1，且根据所述λ2和所述Q2确定出下一时间周期T内到达所述终端的数据包累积不会超过L2-Q2时，确定所述终端在下一时间周期T内的平均速率R为0，并将所述终端从CELL_DCH状态迁移到CELL_PCH状态；其中，所述L1表示所述终端的上行缓存业务量上限，所述L2表示所述RNC针对所述终端的下行缓存业务量上限；
第四处理子单元，用于当根据所述λ1和所述Q1确定出自身在下一时间周期T内至少能够处理Q1+n1-L1个数据包，且处理每一个数据包的时间分布服从参数为的指数分布，且根据所述λ2和所述Q2确定出所述终端在下一时间周期T内至少能够处理Q2+n2-L2个数据包，且处理每一个数据包的时间分布服从参数为的指数分布时，确定所述终端在下一时间周期T内的平均速率R满足R∈(0,ThresholdFACH]，并将所述终端从CELL_DCH状态迁移到CELL_FACH状态；其中，所述n1和n2均为泊松分布的随机数。
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